JPS60182361A - 水車のガイドベ−ン - Google Patents
水車のガイドベ−ンInfo
- Publication number
- JPS60182361A JPS60182361A JP59039012A JP3901284A JPS60182361A JP S60182361 A JPS60182361 A JP S60182361A JP 59039012 A JP59039012 A JP 59039012A JP 3901284 A JP3901284 A JP 3901284A JP S60182361 A JPS60182361 A JP S60182361A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vane
- guide vane
- runner
- lower cover
- angle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B3/00—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto
- F03B3/04—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto with substantially axial flow throughout rotors, e.g. propeller turbines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B11/00—Parts or details not provided for in, or of interest apart from, the preceding groups, e.g. wear-protection couplings, between turbine and generator
- F03B11/04—Parts or details not provided for in, or of interest apart from, the preceding groups, e.g. wear-protection couplings, between turbine and generator for diminishing cavitation or vibration, e.g. balancing
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Hydraulic Turbines (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、特に比速度が大きい水車のガイドベーンの改
良に関するものである。
良に関するものである。
従来の水車のガイドベーンを第１図、第２図により説明
する。第１図は水車のうちで比速度が大きいカブラン水
車の子午面断面図、第２図は第１図のイーイ矢視断面図
である。図において、１はステージベーン、２はガイド
ベーン、３はランナー、４はランナー３のベーンティッ
プ、５．６は、ステージベー７１、ガイドベーン２の上
下に配設された上カバー、下カバーである。そして、第
２図に示すガイドベーン２の水平断面形状は、上カバー
５の近くから下カバー１の近くまで同一形状（同一出口
角度）に形成されている。伺、第２図において１０は水
流、１１は円周方向である。第、トν ３図は第１図のＡ位置にてビルト管を用いて第２図に示
す水流１０を測定した結果の第１図のランナー人口部の
速度説明図でアシ、第３図においてＶＵはランナーベー
ンの回転方向に向かう円周方向成分、Ｖｚは第１図にお
いて下部方向（ランナー回転中心軸方向）へ向かう速度
成分であり、軸流方向成分と呼ぶ。また、それらの速度
の絶対値は試験落差１ｍ時に換算した値である。第３図
に示す如＜、ＶｔｙはＶｚに比べ、ボスとティップ側と
の差が太きく、シかも、ボス側で大きくなっていること
がわかる。このように、ボス側でＶＵが太きいのはガイ
ドベーン２から出た流れが自由渦に近い流れをしている
ためである。
する。第１図は水車のうちで比速度が大きいカブラン水
車の子午面断面図、第２図は第１図のイーイ矢視断面図
である。図において、１はステージベーン、２はガイド
ベーン、３はランナー、４はランナー３のベーンティッ
プ、５．６は、ステージベー７１、ガイドベーン２の上
下に配設された上カバー、下カバーである。そして、第
２図に示すガイドベーン２の水平断面形状は、上カバー
５の近くから下カバー１の近くまで同一形状（同一出口
角度）に形成されている。伺、第２図において１０は水
流、１１は円周方向である。第、トν ３図は第１図のＡ位置にてビルト管を用いて第２図に示
す水流１０を測定した結果の第１図のランナー人口部の
速度説明図でアシ、第３図においてＶＵはランナーベー
ンの回転方向に向かう円周方向成分、Ｖｚは第１図にお
いて下部方向（ランナー回転中心軸方向）へ向かう速度
成分であり、軸流方向成分と呼ぶ。また、それらの速度
の絶対値は試験落差１ｍ時に換算した値である。第３図
に示す如＜、ＶｔｙはＶｚに比べ、ボスとティップ側と
の差が太きく、シかも、ボス側で大きくなっていること
がわかる。このように、ボス側でＶＵが太きいのはガイ
ドベーン２から出た流れが自由渦に近い流れをしている
ためである。
第４図はベーンティップ４近くの速度三角形を示し、Ｕ
はランナーの周速、■は流れの絶対速度、Ｗは流れがラ
ンナー３へ入る相対速度を示す。ベーンティップ４近く
はボス近くよシも回転半径Ｒ（第１図参照）が太きいた
め、ランナー周速Ｕが太きく、シかも、第３図に示され
る如く絶対速度の周方向成分Ｖｔｒが小さいため、ラン
ナーへの相対流入角βが小さい。第５図は第１図に示す
半径Ｒの円筒面の展開図であり、ｒはランナーベーン１
２の弦と円周方向とのなす角度であり羽根角度と呼んで
いる。伺、矢印はランナーベーン１２０回転方向である
。通常、第５図の羽根角度γは第４図に示す相対流入角
βとほぼ一致させるので、βが小さいと羽根角度γを小
さくする必要がある。
はランナーの周速、■は流れの絶対速度、Ｗは流れがラ
ンナー３へ入る相対速度を示す。ベーンティップ４近く
はボス近くよシも回転半径Ｒ（第１図参照）が太きいた
め、ランナー周速Ｕが太きく、シかも、第３図に示され
る如く絶対速度の周方向成分Ｖｔｒが小さいため、ラン
ナーへの相対流入角βが小さい。第５図は第１図に示す
半径Ｒの円筒面の展開図であり、ｒはランナーベーン１
２の弦と円周方向とのなす角度であり羽根角度と呼んで
いる。伺、矢印はランナーベーン１２０回転方向である
。通常、第５図の羽根角度γは第４図に示す相対流入角
βとほぼ一致させるので、βが小さいと羽根角度γを小
さくする必要がある。
ランナーベーン１２の羽根角度γを小さくすると羽根間
の最短距離りが小さくなり、そのため、そこを通る流れ
の速度が大きくなり、羽根で生じる損失が増加すると共
に、羽根面上の静圧も小さくなシキャピテーションが生
じ易くなると云う欠点がある。
の最短距離りが小さくなり、そのため、そこを通る流れ
の速度が大きくなり、羽根で生じる損失が増加すると共
に、羽根面上の静圧も小さくなシキャピテーションが生
じ易くなると云う欠点がある。
本発明は上記の状況に鑑みなされたものであり、ランナ
ーへの相対流入角を大きくすることによシ、ランナーベ
ーンにおける損失を減少できると共にキャビテーション
性能を向上できる水車のガイドベーンを提供することを
目的としたものである。
ーへの相対流入角を大きくすることによシ、ランナーベ
ーンにおける損失を減少できると共にキャビテーション
性能を向上できる水車のガイドベーンを提供することを
目的としたものである。
本発明の水車のガイドベーンは、下カバー及ヒ上カバー
間に配置されステージベーンからの水流をランナーに導
くガイドベーンを設けてなり、上記ガイドベーンのベー
ン出口端及び該ガイドベーンのベーンシュテム中心を結
ぶ直線と円周方向とのなすガイドベーン出口角が、上記
上下カバー間のほぼ中間部から上記下カバー側にかけて
漸次小さく形成されてなるものである。即ち、本発明は
、ランナーティップ近くにおける相対流入角を大きくす
るために、ガイドベーン出口角を、上下カバー間の中央
部から下カバー側を次第に小さくしている。
間に配置されステージベーンからの水流をランナーに導
くガイドベーンを設けてなり、上記ガイドベーンのベー
ン出口端及び該ガイドベーンのベーンシュテム中心を結
ぶ直線と円周方向とのなすガイドベーン出口角が、上記
上下カバー間のほぼ中間部から上記下カバー側にかけて
漸次小さく形成されてなるものである。即ち、本発明は
、ランナーティップ近くにおける相対流入角を大きくす
るために、ガイドベーン出口角を、上下カバー間の中央
部から下カバー側を次第に小さくしている。
以下本発明の水車のガイドベーンを実施例を用い従来と
同部品は同符号で示し同部分の構造の説明は省略し第６
図ないし第８図により説明する。
同部品は同符号で示し同部分の構造の説明は省略し第６
図ないし第８図により説明する。
第６図は子午面断面図、第７図は第６図のローロ矢視部
分の最高効率を示すガイドベーン開度に設定したときの
断面図、第８図はガイドベーンを全開時の説明図である
。図において、８はガイドベーン２のシュテム、９はガ
イドベーンシュテム中心（ガイドベーン回動駆動軸中心
）である。第７図においてαｇはガイドベーン２のガイ
ドベーンシュテム中心９と、ベーン先端１３とを結ぶ直
線と円周方向１１とのなす出口角度であり、αｇは上カ
バー１０と下カバー１１との中間位置における角度であ
り、α′ｇは下カバー１１近くにおける角度である。本
実施例においては、上カバー１０と下カバー１１との中
間位置より下カバー１１に向かうにつれてべ一戸出口角
αｇを漸次小さくしておシ、下カバー６近くと上下カバ
ー５、。
分の最高効率を示すガイドベーン開度に設定したときの
断面図、第８図はガイドベーンを全開時の説明図である
。図において、８はガイドベーン２のシュテム、９はガ
イドベーンシュテム中心（ガイドベーン回動駆動軸中心
）である。第７図においてαｇはガイドベーン２のガイ
ドベーンシュテム中心９と、ベーン先端１３とを結ぶ直
線と円周方向１１とのなす出口角度であり、αｇは上カ
バー１０と下カバー１１との中間位置における角度であ
り、α′ｇは下カバー１１近くにおける角度である。本
実施例においては、上カバー１０と下カバー１１との中
間位置より下カバー１１に向かうにつれてべ一戸出口角
αｇを漸次小さくしておシ、下カバー６近くと上下カバ
ー５、。
６の中間部との出口角αｇの差は１０度である。
第８図はガイドベーン２を全開にしだ状態であわ、同図
かられかる如く、ベーン全閉時においてガイドベーン２
相互間の漏水を防ぐために、ベーン出口端１３は隣のガ
イドベーンの入口端部に密着するようになっている。
かられかる如く、ベーン全閉時においてガイドベーン２
相互間の漏水を防ぐために、ベーン出口端１３は隣のガ
イドベーンの入口端部に密着するようになっている。
上記のように本実施例は構成しており、第７図に示す如
く、上下カバー５．６の中間部から下カバー６にかけて
ガイドベーン出口角αｇを小さくしているので、ガイド
ベーン２を出た流れの円周方向成分Ｖｔｙは下カバー６
近くが太きい。また、下カバー６近くの流れは第６図か
られかる如く、ランナーティップ４近くへ流れるので、
ランナーティップ４近くのＶｎが大きくなる。第９図は
本実施例のランナー人口部Ａ（第６図参照）における速
度の測定結果である。第９図において、実線は本実施例
、点線は従来例であり、図示の如く、ランナー３人口に
おけるベーンティップ４側の周方向速度ＶＵを大きくす
ることができる。その結果、第１０図に示す如く、ラン
ナー３人口におけるベーンティップ４近くの相対流れ角
βを太きくすることができる。尚、第１０図において、
点線は従来例、実線は本実施例である。
く、上下カバー５．６の中間部から下カバー６にかけて
ガイドベーン出口角αｇを小さくしているので、ガイド
ベーン２を出た流れの円周方向成分Ｖｔｙは下カバー６
近くが太きい。また、下カバー６近くの流れは第６図か
られかる如く、ランナーティップ４近くへ流れるので、
ランナーティップ４近くのＶｎが大きくなる。第９図は
本実施例のランナー人口部Ａ（第６図参照）における速
度の測定結果である。第９図において、実線は本実施例
、点線は従来例であり、図示の如く、ランナー３人口に
おけるベーンティップ４側の周方向速度ＶＵを大きくす
ることができる。その結果、第１０図に示す如く、ラン
ナー３人口におけるベーンティップ４近くの相対流れ角
βを太きくすることができる。尚、第１０図において、
点線は従来例、実線は本実施例である。
従って、第１１図に示す如く、ランナーベーンティップ
４近くにおける羽根角度ｒを大きくすることができる。
４近くにおける羽根角度ｒを大きくすることができる。
伺、ｒｌは従来、γ２は本実施例の羽根角度であり、Ｌ
ｌは従来の羽根距離、Ｌ２は本実施例の羽根距離、また
、点線は従来、実線は本実施例のそれぞれの形状である
。上記したように羽根間の最短距離りを太きくできるた
め羽根間の最大速度を小さくすることができるので静圧
の最小値を大きくすることができ、キャビテーションを
発生しにくくすることができる。
ｌは従来の羽根距離、Ｌ２は本実施例の羽根距離、また
、点線は従来、実線は本実施例のそれぞれの形状である
。上記したように羽根間の最短距離りを太きくできるた
め羽根間の最大速度を小さくすることができるので静圧
の最小値を大きくすることができ、キャビテーションを
発生しにくくすることができる。
このように本実施例の水車のガイドベーンは、ガイドベ
ーン出口角を、上下カバー間の中央部から下カバー側に
かけて漸次小さく形成したので、ランナーへの相対流入
角を太きくすることができ、羽根角度ｒを太きく羽根間
の最大距離りを大きくしランナーベーンにおける損失を
減少できると共にキャビテーションを発生しに〈＜キャ
ビテーション性能を向上できる。
ーン出口角を、上下カバー間の中央部から下カバー側に
かけて漸次小さく形成したので、ランナーへの相対流入
角を太きくすることができ、羽根角度ｒを太きく羽根間
の最大距離りを大きくしランナーベーンにおける損失を
減少できると共にキャビテーションを発生しに〈＜キャ
ビテーション性能を向上できる。
以上記述した如く本発明の水車のガイドベーンは、ラン
ナーへの相対流入角を大きくすることによシ、ランナー
ベーンにおける損失を減少できると共にキャビテーショ
ン性能を向上できる効果を有するものである。
ナーへの相対流入角を大きくすることによシ、ランナー
ベーンにおける損失を減少できると共にキャビテーショ
ン性能を向上できる効果を有するものである。
第１図は従来のカブラン水車の子午面断面図、第２図は
第１図のイーイ断面図、第３図は第１図の２ンナ一人口
部の速度説明図、第４図は第１図のベーンティップ近く
における速度三角形図、第５図は第１図のベーンティッ
プ近くにおけるランナーの円筒断面図、第６図は本発明
の水車ガイドベーンの実施例の子午面断面図、第７図は
第６図のローロ矢視断面図、第８図は第７図のガイドベ
ーン閉鎖時の説明図、第９図は第６図のランナー人口部
の速度説明図、第１０図は第６図のベーンティップ近く
における速度三角形図、第１１図は第６図のベーンティ
ップ近くにおけるランナーの円筒断面図である。 １・・・ステージベーン、２・・・ガイドベーン、３・
・・ランナー、５・・・上カバー、６・・・下カバー、
９・・・べ一ンシュテム中心、１１・・・円周方向、１
３・・・ベーン出口端、αｇ、α′ｇ ・・・出口角度
。 代理人 弁理士 長崎博男 （ほか１名） 千８図
第１図のイーイ断面図、第３図は第１図の２ンナ一人口
部の速度説明図、第４図は第１図のベーンティップ近く
における速度三角形図、第５図は第１図のベーンティッ
プ近くにおけるランナーの円筒断面図、第６図は本発明
の水車ガイドベーンの実施例の子午面断面図、第７図は
第６図のローロ矢視断面図、第８図は第７図のガイドベ
ーン閉鎖時の説明図、第９図は第６図のランナー人口部
の速度説明図、第１０図は第６図のベーンティップ近く
における速度三角形図、第１１図は第６図のベーンティ
ップ近くにおけるランナーの円筒断面図である。 １・・・ステージベーン、２・・・ガイドベーン、３・
・・ランナー、５・・・上カバー、６・・・下カバー、
９・・・べ一ンシュテム中心、１１・・・円周方向、１
３・・・ベーン出口端、αｇ、α′ｇ ・・・出口角度
。 代理人 弁理士 長崎博男 （ほか１名） 千８図
Claims (1)
- １、下カバー及び上カバー間に配置されステージベーン
からの水流をランナーに導くガイドベーンを設けたもの
において、上記ガイドベーンのベーン出口端及び該ガイ
ドベーンのベーンシュテム中心を結ぶ直線と円周方向と
のなすガイドベーン出口角が、上記上下カバー間のほぼ
中間部から上記下カバー側にかけて漸次小さく形成され
てなることを特徴とする水車のガイドペー／。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59039012A JPS60182361A (ja) | 1984-02-29 | 1984-02-29 | 水車のガイドベ−ン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59039012A JPS60182361A (ja) | 1984-02-29 | 1984-02-29 | 水車のガイドベ−ン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60182361A true JPS60182361A (ja) | 1985-09-17 |
Family
ID=12541187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59039012A Pending JPS60182361A (ja) | 1984-02-29 | 1984-02-29 | 水車のガイドベ−ン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60182361A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995010705A1 (en) * | 1993-10-15 | 1995-04-20 | Hydro West Group, Inc. | Hydraulic turbine, wicket gate, and runner apparatus |
| US6334757B1 (en) | 1998-10-14 | 2002-01-01 | Hitachi, Ltd. | Water turbine |
| JP2012172605A (ja) * | 2011-02-22 | 2012-09-10 | Toshiba Corp | 流体機械のガイドベーンおよび流体機械 |
| JP2015074981A (ja) * | 2013-10-04 | 2015-04-20 | 株式会社東芝 | カプラン水車 |
| JP2016061151A (ja) * | 2014-09-12 | 2016-04-25 | 株式会社東芝 | 水力機械のガイドベーン及びその改修方法 |
| JP2017025876A (ja) * | 2015-07-27 | 2017-02-02 | 株式会社東芝 | 水力機械のガイドベーンおよび水力機械 |
-
1984
- 1984-02-29 JP JP59039012A patent/JPS60182361A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995010705A1 (en) * | 1993-10-15 | 1995-04-20 | Hydro West Group, Inc. | Hydraulic turbine, wicket gate, and runner apparatus |
| US5441384A (en) * | 1993-10-15 | 1995-08-15 | Hydro West Group, Inc. | Hydraulic turbine and guide gate apparatus and runner apparatus therefor |
| EP0723629A1 (en) * | 1993-10-15 | 1996-07-31 | Hydro West Group, Inc. | Hydraulic turbine, wicket gate, and runner apparatus |
| EP0723629A4 (en) * | 1993-10-15 | 1996-10-16 | Hydro West Group Inc | HYDRAULIC TURBINE, INLET DOOR AND TREADMILL |
| AU688396B2 (en) * | 1993-10-15 | 1998-03-12 | Hydro West Group, Inc. | Hydraulic turbine, wicket gate, and runner apparatus |
| US6334757B1 (en) | 1998-10-14 | 2002-01-01 | Hitachi, Ltd. | Water turbine |
| JP2012172605A (ja) * | 2011-02-22 | 2012-09-10 | Toshiba Corp | 流体機械のガイドベーンおよび流体機械 |
| JP2015074981A (ja) * | 2013-10-04 | 2015-04-20 | 株式会社東芝 | カプラン水車 |
| JP2016061151A (ja) * | 2014-09-12 | 2016-04-25 | 株式会社東芝 | 水力機械のガイドベーン及びその改修方法 |
| JP2017025876A (ja) * | 2015-07-27 | 2017-02-02 | 株式会社東芝 | 水力機械のガイドベーンおよび水力機械 |
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